Cargas Eléctricas

Marco teórico.

Corriente eléctrica. La corriente eléctrica mide la cantidad de carga eléctrica que pasa a través de cierta área transversal por unidad de tiempo. La podemos denotar con la letra I. Su unidad va a ser igual a Coulomb sobre segundo, dando una unidad llamada Amperio, que se denota como A.

Si seguimos el modelo microscópico para la corriente eléctrica, obtendremos una ecuación que nos podrá relacionar la carga (q), el número de portadores móviles (n), la rapidez de arrastre (v_d) y también el área de la sección transversal (A) por la cual pasa la corriente. Esta ecuación se presenta a continuación:

I=nqv_d A

Resistencia eléctrica. Antes de definir la resistencia eléctrica, es necesario hablar sobre la densidad de corriente.

Si imaginamos un conductor eléctrico cuya área transversal es igual a A, y el cual se encuentra transportando una corriente eléctrica I. La densidad de la corriente, se definirá como la corriente que pasa por el conductor sobre el área de dicho conductor. Si denotamos a la densidad de la corriente con la letra J, se tendrá que:

J=I/A=nqv_d

Donde J tiene como unidad Amperes por cada metro cuadrado. Esta densidad se cumple solamente si la superficie del área es perpendicular al movimiento y la densidad de corriente es uniforme.

Cuando se mantiene un voltaje (diferencia de potencial) a través del conductor, este, genera un campo eléctrico. Para algunos materiales, se tiene que:

J= σE

Donde la constante de proporcionalidad,σ, se conoce como la conductividad del conductor. La conductividad es una propiedad de toda sustancia que mide el paso de su corriente eléctrica.

Los materiales que obedecen esta ecuación, siguen la ley de Ohm. Serway Raymond A. (2008) la describe de la siguiente manera:

“En muchos materiales (inclusive la mayor parte de los metales) la relación de la densidad de corriente al campo eléctrico es una constante σ que es independiente del campo eléctrico que produce la corriente”.

Una vez entendido el concepto de densidad eléctrica, podemos hablar de la resistencia:

La resistividad, es una propiedad de toda sustancia y mide la oposición al paso de corriente eléctrica por la sustancia. Esta sustancia se define por la siguiente ecuación:

p=1/σ

Si tomamos un alambre conductor de longitud l, el cual tiene un área transversal A, y suponemos que por este pasa una corriente eléctrica. Entonces, la medida de la oposición al paso de corriente por un alambre conductor, la conoceremos como resistencia, la cual se denota con la letra R, definida como la resistividad por longitud del alambre sobre su área transversal.

R=p l/A

La ley de Ohm nos dice que cuando en un alambre pase cierta corriente eléctrica, el alambre va a tener una propiedad que será la oposición al paso de corriente entre dos puntos, en los cuales se genera una diferencia de potencial ∆V. Estos tres conceptos los podemos relacionar de la siguiente manera:

∆V=IR

Donde I es la corriente eléctrica, R la resistencia y ∆V la diferencia de potencial eléctrico o también conocido como voltaje.

¿Qué se va a hacer?

Se va a identificar cual es la resistencia eléctrica en diferente elementos eléctricos y reconocer la importancia de estas en el estudio y elaboración de circuitos; usando diferentes elementos tales como el óhmetro, o pilas. Además se desea aprender a determinar correctamente el valor de cualquier resistencia eléctrica por el código de colores, y manejar adecuadamente el multímetro. Aprender a conectar resistencias en serie y en paralelo, para hallar su valor equivalente, y como medir

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